Praxis-Tipps Schweißen: Schweißdraht und Drahtseele

Was Sie schon immer mal wissen wollten über Führungsspiralen, Liner, Seelen & Co.

Wer beim Kunden unterwegs ist, wird meist mit immer wiederkehrenden Fragen konfrontiert. Mit diesem Blog starten wir eine Blog-Reihe unter dem Thema »Praxis-Tipps Schweißen«, die Antworten auf die am häufigsten gestellten Fragen von Anwendern, Schweißfachhändlern usw. geben sollen.

In diesem ersten Blog geht es um die Drahtförderspiralen oder auch Drahtseelen, Drahtführungsseelen, Liner oder Führungsspiralen genannt – denn hier gibt es solche aus Stahl, mit Ummantelung und ohne, PTFE-Liner, Kohle-PTFE-Liner, Kombiliner PA, BPA, … um nur einige zu nennen. Kein Wunder also, dass Drahtseelen viele Fragen aufwerfen. Ein paar davon haben wir hier aufgegriffen.

Eine Frage, die immer wieder an uns herangetragen wird, ist die nach der Bezeichnung:

Gibt es einen Unterschied zwischen Liner, Drahtseele und Drahtförderspirale?

Ja, den gibt es: Seelen und Spiralen haben als Führungselement in all ihren Ausführungen eine Stahlspirale.

Ein Neckliner ist – wie sein Name (engl. neck: Hals) schon sagt – der Teil der Drahtführung im Brennerhals, der bei Wechselhalssystemen mit drehbaren Brennerhälsen genutzt wird. Weil der Neckliner direkt am Prozess ist, also da, wo die größte Hitze herrscht, besteht dieser fast ausschließlich aus Metallspiralen.

Liner bestehen grundsätzlich aus einem Kunststoffröhrchen. Bei speziellen Typen sind es sogar zwei, was eine stabile und reibungsarme Führung des Drahts durch das Schlauchpaket und eine flexible Zuführung zum Zentralanschluss gewährleisten soll.

Kombiliner sind eine Kombination aus Kunststoffliner und aufgesetzter Messingspirale, wobei das Metall wiederum in dem Teil sitzt, der am stärksten der Hitze ausgesetzt ist.

Neben Drahtförderspiralen in den Linern und den Drahtfördersystemen gibt es noch sogenannte MasterLiner, die den Draht über lange Strecken – bis zu 25 Meter – zwischen dem Drahtgebinde wie zum Beispiel Drahtfassspulen zum Drahtvorschubkoffer fördern können. Diese MasterLiner ziehen den Draht über flexibel gelagerte Elemente, die den Draht über lange Förderstrecken sehr reibungsarm transportieren.

Warum gibt es so viele verschiedene Drahtseelen?

Auf dem Markt gibt es in der Tat sehr viele verschiedene Drahtseelen bzw. Führungsspiralen. Jede Seele oder Spirale hat ihre individuelle materialtechnische Ausführung und empfiehlt sich dadurch für spezielle Anwendungsgebiete. Die Grundfunktion aller Seelen und Spiralen ist jedoch immer gleich: Den Schweißdraht mit möglichst wenig Reibung vom Eingang am maschinenseitigen Anschluss – dem Zentralanschluss – von der Stromquelle bis zum Übergang zur Stromdüse ins Schweißbad zu befördern. So barrierefrei wie möglich sozusagen.

Jeder Draht hat seine ganz besonderen Eigenschaften, die zum einen eine gute Verbindung mit dem Grundmaterial schaffen, zum anderen aber auch seine Förderung durch seine reibungsintensive Oberfläche erschweren können. Hier gilt der Grundsatz: Je länger ein Schlauchpaket eines MIG/MAG-Schweißbrenners ist und/oder in engen Windungen ausliegt, umso reibungsintensiver und unregelmäßiger wird die Drahtförderung. Handschweißbrenner sollten daher eine Schlauchpaketlänge von 5 m nicht überschreiten, mit Aluminiumdraht sollten sie nicht länger als 4 m sein. Bei Schlauchpaketlängen über 5 m ist ein Push-Pull-Brenner empfehlenswert. Die Vielfältigkeit der Drahtförderspiralen, Seelen, etc. spielt eine große Rolle, denn sie ermöglichen je nach Anforderung den idealen Drahttransport und beste Ergebnisse. Die Herausforderung liegt darin, den für die jeweilige Schweißaufgabe passenden Liner oder Spirale zu finden.

Welche Drahtförderspirale wird bei welchem Draht verwendet?

Dazu eine kurze Begriffserklärung: Als Spirale bezeichnen wir grundsätzlich Drahtführungen, die als Basis eine Metallspirale verwenden. Liner bestehen immer aus Kunststoff. Als Begriff für beide Typen wird auch »Seele« verwendet.

Drahtseelen werden in den Anwendungsbereichen MIG/MAG sowohl manuell als auch für das automatisierte Schweißen mit Robotern eingesetzt, für WIG-Kalt- und Heißdraht sowie im Plasmaschweißen mit Kaltdraht oder die Drahtzuführung im Bereich Laserschweißen. Grundsätzlich muss eine Führungsspirale in ihrem Innendurchmesser zu dem verwendeten Drahtdurchmesser genau passen. Das verhindert, dass der Draht beim Fördern »verknäult«, was passieren würde, wenn der Durchmesser der Spirale zu groß ist. Ist der Durchmesser der Führungsspirale zu klein, entsteht eine zu große Reibungsfläche und es besteht die Gefahr, dass sich Abrieb ansammelt und der Draht stockt und schließlich steckenbleibt. Damit es keine Drahtförderprobleme gibt, sollten die eingesetzten Materialien der Spiralen und Seelen den spezifischen Materialoberflächen des Drahts angepasst werden. Außerdem müssen die Spiralen selbst so gewählt werden, dass sie den hohen thermischen Belastungen beim Schweißen standhalten, ohne ihre Struktur und Eigenschaften zu verändern.

Drähte und ihre Eigenschaften

Neben der Materialspezifischen Oberflächenstruktur spielt auch der fertigungsbedingte Reinheitsgrad (z. B. Rückstände von Ziehseife usw.) eine große Rolle bei der Reibungsintensität. Falls Sie wiederkehrende Probleme beim Schweißen haben oder sich unsicher sind, fragen Sie am besten Ihren Drahtlieferanten direkt an.

Was bedeuten die unterschiedlichen Farben der Liner?

Das Wichtigste vorab: Für die Farben der Liner gibt es keine Normung. Das bedeutet also, was bei Lieferant A Rot ist, kann bei Lieferant B Gelb sein. ABICOR BINZEL intern haben wir allerdings eine strukturierte Farbgebung, die den Anwender sofort erkennen lässt, um welchen Liner für welche Drahtstärke es sich handelt. Diese sind für Standard MIG/MAG-Brenner wie beispielsweise den MB EVO 401:

Neben den Standard-Linern stehen noch spezielle Alternativen zur Verfügung, die bei speziellen Anwendungen sinnvoll zum Einsatz kommen können. Dann gibt es noch weitere Liner-Farben für Brenner wie z. B. Push-Pull-Brenner sowie alle verfügbaren MB-Brenner von ABICOR BINZEL außer der RB-Linie. Dieser hat eine blanke Spirale, keinen Liner.

Dann gibt es spezielle Roboter-Stahlspiralen mit Kunststoffisolierung in den Farben:

Welche Führungsspiralen-Typen gibt es und was sind deren Eigenschaften?

Im Folgenden gehen wir auf die verschiedenen Typen von Spiralen und Seelen ein und schlagen die Brücke zu den jeweiligen Schweißbrennermodellen von ABICOR BINZEL. Wichtig ist zu wissen, dass oft verschiedene Spiralen für einen Brennertypen bzw. eine Brennerlinie geeignet sind, es aber auch manchmal eine zwingend zu verwendende Variante gibt.

Blanke Stahlspirale – die Robuste

Stahlspirale aus gebondertem – d. h. die Oberfläche wurde mithilfe einer Phosphatierung korrosionsbeständig gemacht und zusätzlich geglättet – hitzebeständigem Federstahl in Varianten bis max. 3,2 mm Drahtstärke. Diese Spirale eignet sich für alle flüssiggekühlten manuellen ABICOR BINZEL MIG/MAG-Brenner mit separater Gasführung. Diese Typen sind: MB GRIP 240 D, 401/401D, 501/501 D, MB ERGO, MB GRIP, RB 601, RB 602 und RB 610 D sowie eingeschränkt ABIMIG® GRIP W 555. Geeignet für wenig reibungsintensive Stahldrähte SG-verkupfert und unverkupfert. Für luftgekühlte Schweißbrenner ist die blanke Stahlspirale grundsätzlich nicht geeignet.

Tipp: Drähte über 1,6 mm können nur an den Brennertypen RB 601, RB 602 und RB 610 D verwendet werden.

Isolierte Stahlspirale – die Vielfältige

Aus gebondertem Federstahl mit äußerer Kunststoffisolierung in Orangerot, Weiß und Schwarz, für maximal 2,4 mm Drahtstärke. Geeignet für alle manuellen MIG/MAG-Schweißbrenner luft- und flüssiggekühlt ohne und mit separater Gasführung, wie bspw. alle Brenner der Linien MB GRIP, MB EVO (zwingend) und MB EVO PRO, MB ERGO, ABIMIG® A, ABIMIG® W T (zwingend), ABIMIG® GRIP W 555, 605 u. ä. sowie flüssig- und luftgekühlte Roboterschweißbrenner. Für Stahldrähte SG-verkupfert und unverkupfert geeignet.

Tipp: Luftgekühlte Schweißbrenner müssen zwingend eine isolierte Spirale verwenden, da sonst Gas am Zentralanschluss austreten kann.

Isolierte Stahlspiralen BSL – die »Roboterspiralen«

Ebenfalls aus gebondertem Federstahl CrNi blank mit äußerer Kunststoffisolierung in den Kennfarben Pink, Blau, Schwarz, Grau, Weiß und Rot für eine feine Größenabstufung, um die verschiedenen Stufen der Drahtdurchmesser optimal zu fördern. Geeignet für Standard MIG/MAG-Schweißen und Impulsschweißen für Roboterbrenner. Eingesetzt werden kann diese Seele für verkupferte und unverkupferte Stahldrähte und für Edelstahldraht.

Tipp: Für MIG/MAG-Roboterbrennersysteme kommen sogenannte BSL-Liner zum Einsatz, die dieselben Eigenschaften abbilden wie Standard-Liner aus dem manuellen Bereich.

Kunststoffliner PTFE – der Standard für Edelstahl

Dieser aus Teflon® bestehende Kunststoffliner besitzt gute Gleiteigenschaften. Je nach Durchmesser gibt es diesen Liner in den Farben Blau, Rot und Gelb. Er ist hitzebeständig bis max. 260°C und kann in allen manuellen luft- und flüssiggekühlten MIG/MAG-Brennern der Reihen MB GRIP, MB ERGO, MB EVO und MB EVO PRO sowie ABIMIG® A, ABIMIG® W T, ABIMIG® GRIP W 555, 605 u. ä. eingesetzt werden. Ebenfalls geeignet für Standard-Edelstahldrähte und CuSi-Drähte.

Tipp: Wichtig beim Schweißen eines Edelstahldrahts ist, dass kein Abrieb einer Drahtseele – die aus Kohlenstoffstahl besteht – ins Schweißbad gelangt und den Prozess verunreinigt.

Kunststoffliner Kohle PTFE – der Alu-Könner

Durch Graphit als gebundenes Gleitmittel besitzt dieser Teflon®-Liner mit bis zu 20 % Kohlenstoffanteil sehr gute Gleiteigenschaften. Farblich erkennbar ist er an seiner Grau-Schwarzfärbung. Er kann ebenso in allen manuellen luft- und flüssiggekühlten MIG/MAG-Brennern der Reihen MB GRIP, MB ERGO, MB EVO und MB EVO PRO sowie ABIMIG® A, ABIMIG® W T, ABIMIG® GRIP W 555, 605 u. ä. eingesetzt werden. Er fördert gut Aluminiumdrähte und Drähte mit Sonderlegierungen.

Der Kohlenstoffanteil im Liner bildet eine reibungsminimierte Kunststoffoberfläche.

Tipp: DER Liner für das Schweißen von Aluminium! Für Aluminiumanwendungen gibt es noch spezialisierte Kohle-PTFE-Liner-Varianten wie den Liner »R« und Liner »P«, die auch für etwas längere Brennersysteme geeignet sind.

Kunststoffliner BPL – der Joker

Dieser Kunststoffliner mit dem PTFE-Fluor/Compound PPS O2 hat einen keramischen Zusatz sowie eine Edelstahl-Einlaufspitze und besitzt sehr gute Gleiteigenschaften, Farbkennzeichnung Orange und Petrol. Er lässt sich in allen luft- und flüssiggekühlten manuellen MIG/MAG-Schweißbrennern und beim Kaltdraht WIG Master-Feeder-System von ABICOR BINZEL einsetzen. Geeignete Drähte sind Aluminiumdraht, Drähte mit Sonderlegierungen, Fülldraht und Edelstahldraht.

Tipp: Der BPL-Liner ist bis 260 Grad Celsius wärmestabil und wird als konfektionierte Ware mit einem Edelstahl-Auslaufnippel bis zu einer Drahtstärke von 1,6 mm geliefert. Ein echter Joker, wenn es mit anderen Linern nicht gut läuft!

Kunststoffliner PA – das Niedrigtemperaturgenie

Wegen seiner niedrigen thermischen Stabilität –­ Hitzebeständigkeit liegt bei max. 65°C (!) – wird dieser Polyamid-Liner fast nur als Kombiliner verwendet. Er hat eine hohe Oberflächenhärte und dadurch sehr gute Gleiteigenschaften. Dieser PA-Liner mit der schwarz-grauen Kennung kann bei bei allen manuellen luft- und flüssiggekühlten MIG/MAG-Brennern der Reihen MB GRIP, MB ERGO, MB EVO und MB EVO PRO sowie ABIMIG® A, ABIMIG® W T, ABIMIG® GRIP W 555, 605 u. ä. sowie ebenfalls beim MFS einsetzen. Er eignet sich für alle Drähte und ist auch für den CMT™ Fronius (cold metal transfer) geeignet.

Tipp: PA-Liner eignen sich gut bei Brennern, die in Kombination mit einem Neckliner eingesetzt werden, weil sie dann keiner kritischen thermischen Belastung ausgesetzt sind. Wird dieser Kunststoffliner PA mit einer Messingspirale als Kombiliner verwendet, sollte der Messingteil möglichst kurz gehalten werden.

Kunststoffliner PA Kombi – der Förderexperte

Diese Polyamid-Kunststoffseele mit Messingspiralen-Aufsatz verbindet die guten Gleiteigenschaften eines PA-Liners mit der thermischen Stabilität einer Messingspirale. PA ist leider thermisch nicht hoch belastbar und wird daher überwiegend mit einer Messingspirale im Frontend als thermischer Puffer eingesetzt. PA Liner werden in manuellen überwiegend flüssiggekühlten MIG/MAG-Schweißbrennern eingesetzt, weniger in luftgekühlten. Dieser Kombiliner eignet sich für Stahldrähte, Edelstahldrähte und Fülldraht oder als Drahtförderung für das WIG Kaltdrahtsystem.

Tipp: Die Kombispirale eignet sich für Drahtdurchmesser bis 1,2 mm, beim MB EVO PRO aufgrund seines Aufbaus bis max. 1,6 mm. Bei Sonderbrennern mit stark gebogener Brennerhalsgeometrie kann die Spirale möglicherweise nicht eingesetzt werden.

Voraussetzung vor dem Einsatz von Drahtseelen, Führungsspiralen etc.

Bei so vielen Unterschieden und individuellen Vorzügen, gibt es eine Sache, die für alle Liner, Drahtspiralen, Seelen & Co. gilt: Achten Sie unbedingt auf den richtigen Durchmesser des Liners!

95 % aller Problemfälle entstehen nämlich durch die Wahl des falschen Durchmessers.

Wozu braucht man ummantelte Führungsspiralen?

Eine Ummantelung ist nichts anderes als eine Isolierung, also eine isolierte Spirale.

Zunächst dient diese Isolation bei Spiralen ohne Gasführung dazu, dass kein Strom über den Liner fließt bzw. der Draht schon vor der Stromdüse kontaktiert wird. Insbesondere bei Stromquellen, bei denen der Spannungsabfall über das Schlauchpaket gemessen wird, ist das zwingend notwendig, um korrekte Messergebnisse und stabile Schweißungen zu erhalten.

Weiterhin gibt es auch isolierte Spiralen mit Gasführung, die bei Schweißbrennern ohne separaten Gasschlauch eingesetzt werden. In solchen Schweißbrennern wird das Schutzgas über den kombinierten Drahtförderschlauch in sogenannten Combi-Linern gefördert. Durch die Isolation wird bei diesen Führungsspiralen also nicht nur eine elektrische Isolation erreicht, sondern auch die Schutzgasführung abgedichtet.

Je nach Anwendung gibt es auch ummantelte Spiralen in Stahl, PTFE- und Kohle-PTFE-Ausführung.

Was kann man gegen ständige Drahtfestbrenner tun?

Drahtfestbrenner gehören zu den Standardfehlern beim Schweißen. In den meisten Fällen brennt der Draht an der Stromdüse fest und kann nicht mehr gefördert werden, manchmal knäult sich der Draht auch im Schlauchpaket des Schweißbrenners zusammen, was dann doppelter Ärger und Aufwand ist.

Ursachen für das Festbrennen des Drahts an oder in der Stromdüse können sein:

• Zuviel Schlupf im Drahtvorschub durch zu wenig Druck auf den Förderrollen.
  Lösung: Wenn der Drahtvorschub unregelmäßig läuft und die Schweißnaht dadurch fehlerhaft wird, müssen Sie die Andruckrollen fester anziehen. Bei jedem Vorschub lässt sich der Druck der Rollen leicht anpassen.
• Schlauchpaket zu lang, dadurch zu viel Reibung in der Drahtführung.
  Lösung: Wird ein langes Schlauchpaket verwendet, ist eine gute Drahtförderung am besten mit dem Einsatz eines Push-Pull-Schweißbrenners gewährleistet. Durch das zusätzliche Ziehen des Drahts mithilfe des Motors im Brennerkörper wird der Draht mit konsistent gleicher Geschwindigkeit zum Prozess befördert.
• Falsche Spirale im Paket, daher unnötig hoher Reibungswiderstand.
  Lösung: In der Übersicht über die Drähte und ihre Eigenschaften weiter oben in diesem Blog sehen Sie, wie sich welcher Draht fördern lässt und für welche ABICOR BINZEL Brenner die Seelen bzw. Liner passen.
• Keine ausreichende Kühlung, dadurch überlastet die Stromdüse thermisch.
  Lösung: Hierfür gibt es mehrere Lösungsmöglichkeiten: Prüfen Sie den Kühlmittelstand und füllen Sie wenn nötig Kühlmittel nach. Prüfen Sie den Kühlmitteldurchlauf und beseitigen Sie mögliche Hindernisse. Ist das Schlauchpaket evtl. abgeknickt, positionieren Sie es lockerer. Prüfen Sie ebenso den Verschleißzustand Ihres Brenners, denn wenn dieser zu hoch ist, überlastet auch die Stromdüse. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie die richtige Stromdüse eingesetzt haben. Fragen Sie gern Ihren Schweißexperten, denn für eine thermische Überlastung der Stromdüse können noch weitere Ursachen infrage kommen.
• Liner oder Spirale liegen nicht bündig im Frontend an und bilden keine durchgängige Drahtführung, weil sie beispielsweise zu kurz sind.
  Lösung: Wenn Sie beim Einschrauben der Stromdüse einen leichten Druck am Liner oder der Spirale spüren, liegt diese bündig an. Dazu muss am Zentralanschluss die Überwurfmutter montiert sein, um einen Gegendruck zu erzeugen.
• Gerade Brennerhälse können wegen fehlender Vordressur des Drahts eine schlechte Kontaktierung in der Stromdüse bedeuten. Der Draht kann sich dann in der Stromdüse wegen entstehender Mikrolichtbögen festbrennen.
  Lösung: Wählen Sie einen Brennerhals mit leichtem Winkel, so erzeugen Sie eine Vordressur des Drahts und damit eine bessere Kontaktierung. Eine weitere Möglichkeit ist, die Drahtvorschubrollen fester anzuziehen und damit den Draht vorzudressieren.

• Schweißparameter sind nicht optimal, zu viele Kurzschlüsse verunreinigen das Frontend der Stromdüse stark (Schweißspritzer).
  Lösung: Überprüfen Sie die Schweißparameter und optimieren Sie Ihre Einstellung. Ist die Maschine nicht optimal konfiguriert, kann es zu übermäßigen Schweißspritzern kommen. Übergangslichtbögen sollten Sie daher möglichst vermeiden.

Diese Fragen sind sicherlich nur ein Bruchteil dessen, mit dem Sie sich jeden Tag auseinandersetzen müssen. Und wir haben hier nur einen kleinen Teil dessen aufgegriffen, was man alles über Drahtseelen, Führungsspiralen, Liner etc. berichten kann. In unserer Reihe »Praxis-Tipps Schweißen« werden wir alle möglichen Themen aufgreifen, die für den Schweißer und allen, die sich fürs Schweißen interessieren, nützliche Hilfen sind.

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